Tunable Ferromagnetism in LaCoO3 Epitaxial Thin Films
铁磁绝缘体在自旋电子学低耗散量子磁器件的发展中起着至关重要的作用。外延LaCoO 3薄膜是一种重要的铁磁绝缘体，在外延应变的作用下，LaCoO 3薄膜呈现出强的铁磁有序性。虽然很明显，强的自旋-晶格耦合诱导铁磁性，报道的外延应变LaCoO 3薄膜的铁磁性是高度一致的。例如，即使在很大程度上调制的应变下，所报道的外延应变LaCoO 3薄膜的居里温度在80-85 K之间，没有太大的偏差。在这项研究中，实质性的增强（~18%）的居里温度的外延LaCoO 3薄膜证明通过晶体取向依赖性。通过改变薄膜的晶向，降低了晶场能量，增强了Co和O轨道之间的电荷转移。这些修改导致了相当大的增强的铁磁性能（包括居里温度和磁化），尽管相同的名义程度的外延应变。这项研究的结果提供了深入了解通过结构对称性控制LaCoO 3的铁磁性能的轻便可调性。
2022-06-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nanoscale ferroelastic twins formed in strained LaCoO3 films
铁弹性和磁有序在单一材料中的共存和耦合为实现具有多个调谐旋钮的新型器件提供了很好的机会。复合氧化物是一类特别有前途的材料，以发现多铁性相互作用，因为它们通常具有丰富的相图和相互作用是非常敏感的外部扰动。然而，这些系统的例子很少。在这里，我们报告的铁弹LaCoO 3外延薄膜和它们的结构对称性的几何控制，是密切相关的材料的电子和磁状态的孪生域的观察。通过选择性地选择具有双重旋转对称性的衬底来实现单向结构调制。这种调制扰动了晶体场分裂能量，导致轨道构型和磁化强度的意外面内各向异性。这些研究结果表明，利用结构调制控制多铁性相互作用，并可能使一个巨大的潜力，通过人工域工程刺激奇异现象。
2019-02-01 cond-mat.mtrl-sci
Strain driven magnetism in thin films of LaCoO3
用第一性原理电子结构计算方法研究了LaCoO 3（LCO）上外延膜的电子结构。自旋态的转变被发现发生作为晶格应变的函数冻结在中间自旋状态的非零应变。与早期的推测相反，发现这是由衬底应变引起的，并且角度变化很小。中间自旋态也稳定了基态的铁磁性。本文还解释了LCO薄膜的X射线吸收谱与温度的反常关系以及LCO薄膜在（LaAlO_{3}）_{0.3}（SrAlTaO_{6}）_{0.7}$（LSAT）上的X射线吸收谱不存在这种反常关系。
2009-01-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferromagnetic insulating state in tensile-strained LaCoO$_3$ thin films
利用局域密度近似+ Hubbard $U$（LDA+ $U$）方法，我们发现在拉伸应变LaCoO $_3$外延薄膜中观察到的铁磁绝缘态很可能是低自旋（LS）和高自旋（HS）Co的混合态，即HS/LS混合态.与其它FM态相比，包括中间自旋（IS）态（LDA+ $U$中的\textit{metallic}）（它只由IS Co组成）和绝缘的IS/LS混合态，HS/LS态是最有利的一种。HS/LS态的FM有序通过相邻LS和HS Co之间的超交换相互作用得以稳定.我们还表明，Co自旋态可以通过核磁共振（NMR）谱测量Co核上的电场梯度（EFG）来识别.
2012-03-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Extraordinary Hall resistance and unconventional magnetoresistance in Pt/LaCoO3 hybrids
研究了在LaCoO $_3$（LCO）铁磁绝缘膜上溅射Pt薄膜的横向霍尔电阻和纵向电阻。LaCoO $_3$薄膜沉积在几种具有（001）取向的单晶衬底[LaAlO $_3$（LAO），（La，Sr）（Al，Ta）O $_3$（LSAT），和SrTiO $_3$（STO）]上。LaCoO $_3$薄膜的物理性能通过磁性和输运性质的测量来表征。$_3$薄膜在40 K ~ 85 K的居里温度范围内发生顺磁到铁磁（FM）的转变，低于此温度时，Pt/LCO杂化材料表现出显著的异常霍尔电阻（EHR），最高可达50 m $Ω$，非常规磁电阻（UCMR）比$Δ$/ $ρ_0$约为$1.2 \times 10^{-4}$，并伴有常规磁电阻（CMR）.所观察到的自旋输运性质共享一些共同的特点，以及一些独特的特性相比，充分研究Y $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$为基础的Pt薄膜。我们的研究结果呼吁新的理论，因为非凡的霍尔电阻和磁阻不能一致地解释现有的理论。
2015-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain-induced atomic-scale building blocks for ferromagnetism in epitaxial LaCoO3
尽管在过去十年中进行了大量的研究，但应变诱导铁磁性的起源仍然是个谜，无论LaCoO 3（LCO）薄膜中的应变类型和程度如何，应变诱导铁磁性都是强大的。在这里，通过结合扫描透射电子显微镜与从头算密度泛函理论加U计算，我们报告说，铁磁性不直接从应变本身出现，而是从铁弹性形成的双壁域内的压缩结构单元的创建。压缩的结构单元具有岩盐型高自旋/低自旋有序的磁活性。我们的研究强调了铁磁结构单元的铁弹性质对于理解LCO薄膜中有趣的铁磁性质是重要的。
2021-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain-Induced Spin States in Atomically Ordered Cobaltites
通过异质外延在复合氧化物薄膜中施加外延应变被认为是识别新特性和探索材料性能的巨大潜力的有力工具。一个特别的例子是LaCoO 3，一种零自旋的块状材料，尽管经过十年的深入研究，其薄膜中的强铁磁性仍然是个谜。在这里，我们使用扫描透射电子显微镜辅以X射线和光学光谱研究LaCoO 3外延薄膜在不同的应变状态。我们观察到一种非常规的应变弛豫行为，导致条纹状，晶格调制图案，这并不涉及不受控制的失配位错或其他缺陷。调制需要形成的铁磁有序片，包括中间或高自旋Co 3+，从而提供了一个明确的描述中发现的外来磁性外延应变LaCoO 3薄膜。这一观察结果提供了一种新的途径来定制功能氧化物异质结构的电子和磁性。
2012-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Channelling study of La$_{1-x}$Sr$_x$CoO$_3$ films on different substrates
钴氧化物系统LaCoO $_3$及其Sr掺杂的子化合物由于其有趣的磁性和电子性质而被广泛研究了几十年。在不同的衬底上制备薄的La $_{1-x}$ Sr $_x$ CoO $_3$（LSCO）薄膜允许研究与一种新型的扰动，因为薄膜受到衬底依赖的外延应变。通过选择合适的衬底用于薄膜生长，不仅可以施加压缩应变，而且可以施加拉伸应变。基本物理性质的结果是戏剧性的：虽然压缩薄膜是金属的，作为大块材料，拉伸应变下的薄膜变得绝缘。本工作的目的是确定在LaAlO $_3$和SrTiO $_3$衬底上通过脉冲激光沉积使用RBS/沟道方法制备的LSCO薄膜的应变张量。除了样品的组成和缺陷结构，应变张量的深度依赖性，细胞参数，和单位细胞的体积也被确定。应变单元参数的不对称行为被发现在两个基板上。在LaAlO $_3$衬底上生长的LSCO薄膜的这种不对称性很弱，而在SrTiO $_3$衬底上生长的LSCO薄膜的这种不对称性较强。应变在界面处更有效，在表面附近可以观察到一些弛豫。
2014-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Unexpected crystalline homogeneity from the disordered bond network in La(Cr0.2Mn0.2Fe0.2Co0.2Ni0.2)O3 films
设计和理解钙钛矿氧化物的功能电子和磁性需要控制和调整底层晶格。在这里，我们报告的结构，包括氧和阳离子的位置，单晶，熵稳定的钙钛矿氧化物薄膜的La（Cr0.2Mn0.2Fe0.2Co0.2Ni0.2）O3生长在SrTiO 3（001）。母体材料的范围从斜方晶系（LaCrO 3、LaMnO 3和LaFeO 3）到菱方晶系（LaCoO 3和LaNiO 3），并且第一性原理计算表明这些结构图案在能量上几乎是简并的，并且应该是高度畸变的。尽管这种非凡的局部结构无序的B-位亚晶格，我们发现一个结构，具有意想不到的宏观晶体均匀性与明确的正交晶胞，其取向被证明是由应变和晶体结构的衬底上生长的薄膜（La0.3Sr0.7）（Al0.65Ta0.35）O3（LSAT）和NdGaO 3（110）的控制。此外，量化的原子位置内的单位细胞揭示，正交畸变是小的，接近LaCrO 3，这可能是由无序平均和平均离子半径的组合驱动。这是理解设计新的晶体图案和通过控制构型复杂性调节功能特性的规则的第一步。
2020-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Spin-Hall magnetoresistance in a low-dimensional magnetic insulator
我们在铁磁绝缘体上沉积的Pt超薄膜中观察到了一种不寻常的自旋霍尔磁电阻（SMR）行为，该薄膜是一种居里温度Tc= 85 K的拉伸应变LaCoO 3（LCO）薄膜。SMR显示出强的磁场依赖性低于Tc，SMR幅度继续增加（线性）与增加的领域远远超过饱和值的铁磁体。SMR幅度随着温度的升高而逐渐减小，甚至在Tc以上仍然可以测量。此外，没有滞后观察到的SMR的场依赖性。这些结果表明，在LCO表面形成了一个新的低维磁性体系，Pt/LCO界面与LCO薄膜的其余部分磁性分离。为了解释这个实验，我们重新推导了SMR修正，并将自旋混合电导与描述界面磁性的微观量联系起来。我们的结果可以作为一种技术来探测磁性绝缘体表面的量子磁性。
2019-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High electrical conduction of Sb square net in anti-ThCr$_2$Si$_2$ type La$_2$O$_2$Sb thin film grown by multilayer solid-phase epitaxy
迄今为止，具有Sb方形网的反ThCr $_2$ Si $_2$型$RE_2$ O $_2$ Sb（$RE$ =稀土）显示出绝缘导电性。本文首次报道了采用多层固相外延法合成La $_2$ O $_2$ Sb外延薄膜。从X射线光电子能谱测量中估计Sb的价态约为-2，并且观察到0.17eV的间接带隙。La $_2$ O $_2$ Sb外延薄膜显示出作为窄禁带半导体的出乎意料的高导电性，其在室温下的电阻率比La $_2$ O $_2$ Sb块状多晶的电阻率低约一万倍，这归因于可能由于抑制Sb二聚而增加的载流子迁移率。
2021-06-08 cond-mat.mtrl-sci
Morphology dependent surface properties of nanostructured GaN films grown by molecular beam epitaxy
分析了分子束外延生长的氮化镓外延膜的表面形貌对其表面化学和能带结构的影响。用扫描电子显微镜和原子力显微镜研究了薄膜的形貌，用X射线光电子能谱学和阴极发光光谱研究了薄膜的能带结构、缺陷和发射特性。结果发现，高度多孔的GAN半导体网络显示出最高的相对电导率，并且不具有与缺陷相关的发光。较平坦的膜更电阻，并显示黄色发光，由于Ga空位。GAN半导体网络在价带最大值以上（1.8 $\pm$ 0.2）eV处表现出费米能级钉扎，表明GAN半导体网络表面存在Ga吸附层。发现Ar离子溅射优先溅射N原子导致表面金属化。
2018-01-08 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio structure modeling of complex thin-film oxides: thermodynamical stability of TiC/thin-film alumina
我们提出了一个有效的和一般的方法来确定有前途的候选配置薄膜氧化物和确定（亚稳态）薄膜结构的从头计算的结构特性。该方法的核心是氧化物体结构的复杂性，从该氧化物体结构中可以提取出大量的具有结构构建块的薄膜，即来自亚稳态体氧化物系统的基序。这些跨越一个粗糙的，但定义明确的网络的初始配置，密度泛函理论（DFT）的计算预测和实施戏剧性的原子弛豫在相应的，从而产生薄膜候选人。薄膜候选物的网络（对于各种膜厚度和化学计量）可以根据它们在从头算总能量或从头算平衡吉布斯自由能中的变化来排序。最有利的结构的弛豫原子结构的分析提供了洞察稳定和亚稳薄膜氧化物的性质。我们以TiC上成核的Al_2O_3为模型系统来说明这一方法。
2009-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Gate Capacitance Coupling of Singled-walled Carbon Nanotube Thin-film Transistors
分别在量子极限和经典极限下分析了薄膜晶体管（TFT）中单壁碳纳米管（SWNT）网络/阵列与平面栅电极之间的静电耦合。计算的电容取决于栅极电介质的厚度和管之间的平均间距，并与这些间距的分布有一定的依赖性。对使用单壁碳纳米管的亚单层随机网络的晶体管的实验验证了这些计算的某些方面。这一结果对于开发作为TFT和其他电子器件中活性层的纳米管网络或阵列具有重要意义。
2006-12-06 cond-mat.mtrl-sci
Supercell formation in epitaxial rare-earth ditelluride thin films
California Institute of Technology（加州理工学院）；Cornell University（康奈尔大学）；California State University, Northridge（北岭加州州立大学）
研究通过分子束外延在MgO(001)上生长DyTe₂−δ薄膜，发现其超晶格结构与Te缺陷相关，通过第一性原理计算揭示费米面嵌套条件导致导电Te平方网的周期性占据并打开能级间隙。
2023-08-27 cond-mat.mtrl-sci
RHEED pattern classification by a convolutional neural network for the growth of chalcogenide thin films and nanostructures
University of Notre Dame（圣母大学）；QuarkNet Research Experience for High Schools, University of Notre Dame（圣母大学夸克网高中研究体验项目）；Saint Mary’s College（圣玛丽学院）
本研究利用卷积神经网络对硫化物薄膜生长中的RHEED图案进行分类，实现了高准确率的自动识别，为实时控制纳米结构生长提供新方法。
2026-02-20 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast light-induced softening of chalcogenide thin films above the rigidity percolation transition
由于缺乏实验和理论支持，人们对网络玻璃中网络刚性在光诱导结构重排中的作用知之甚少。在这份报告中，我们证明了第一次的超快结构重排表现为诱导吸收（IA）在一个广泛的光谱范围内的a-GexAs 35-xSe 65薄膜以上的平均场刚性渗滤过渡，量化的平均配位数<r>= 2.40。IA光谱所产生的自陷激子，诱导结构重排软化的玻璃网络，引人注目地揭示了两个弛豫机制，不同的一个数量级。电子-晶格相互作用的快速动力学发生在1 ps内，表现出对刚性的弱依赖性，并在子带隙区域占主导地位。与此形成鲜明对比的是，缓慢的动力学与带隙区域中的结构变化相关，并且强烈依赖于网络刚性。我们的研究结果进一步表明，IA的幅度尺度与激发通量的线性关系，这提供了一个独特的方式来诱导结构重排的过协调网络，利用它用于实际目的。我们的研究结果修改了传统的概念刚性依赖的光诱导效应在网络玻璃，当用超快激光激发。
2018-09-10 cond-mat.mtrl-sci
Theory of De-Pinning of Monolayer Films Adsorbed on a Quartz Crystal Microbalance
在石英晶体微天平（QCM）的研究吸附的单层膜和金属衬底之间的摩擦，观察到的膜滑动相对于衬底的顺序$10^{-14}dyn$每个膜原子的惯性力，力远远小于所有的理论估计的力，表面缺陷能够施加。在这封信中，我们建议，为了解决这个问题，如果缺陷的潜力有一个范围大于原子间距，净力相对较硬的薄膜，由于缺陷可能是非常小的。线缺陷（例如，台阶和刻面边缘以及晶界）以及更局部化的缺陷（例如，空缺）。
2005-04-20 cond-mat.mtrl-sci
Measurement of spin waves and activation volumes in superparamagnetic Fe films on GaAs(100)
在Fe/GaAs（100）超薄薄膜中，在自发零场磁化强度为零的温度下观察到自旋波频率。薄膜具有良好的晶体结构，即使不存在零场自旋波能隙，磁各向异性效应也很明显。给出了一个超顺磁模型，其中的膜被视为一个网络的非相互作用的单畴磁岛的分析。自旋波分析提供了一种手段，从涉及各向异性和岛体积的产品中分离出各向异性参数的测量值。以这种方式，与超顺磁性岛的激活体积的测量获得不同的Fe膜厚度。结果表明，岛的横向面积随膜厚的增加而增加。
2005-11-19 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Ferromagnetism in TbMnO3 Thin Films
采用磁测量、X射线衍射和中子散射等方法研究了脉冲激光沉积法在[001] SrTiO 3衬底上生长的TbMnO 3薄膜的结构和磁性。虽然散装TbMnO 3是一种低温反铁磁体，磁力测量表明存在低温铁磁性。深度剖析的X射线和极化中子反射仪揭示了一个净样品的磁化强度是相称的膜厚度，表明所观察到的铁磁性是不是由于改变表面相（如Mn3O4），或外部杂质，可能会引起一个人工磁信号。相反，这些结果表明铁磁性是TbMnO 3膜的固有性质。
2008-11-26 cond-mat.mtrl-sci
Morphology of Thin Films of Gold Grown on CaF2 (100) and (111)
采用热蒸发法在（100）和（111）取向的CaF_2单晶衬底上沉积金薄膜。通过原子力显微镜分析了所得薄膜结构与衬底温度和沉积厚度的关系。在CaF_2（100）上，当沉积厚度在30 ~ 45 nm时，形成了直径为几百nm的网状平坦平台。在CaF 2（111）上，在膜厚度在70和90 nm之间时形成具有小的平均粗糙度的封闭膜。然而，这些膜没有表现出前一种情况中存在的延长的平台。根据Brueck和Engel规则，提出了Au（100）微晶在两个表面上的外延生长。对于两种衬底，外延温度确定为Te = 320
2006-01-17 cond-mat.mtrl-sci
Influence of Ta insertions on the magnetic properties of MgO/CoFeB/MgO films probed by ferromagnetic resonance
通过矢量网络分析仪的铁磁共振测量表明，在垂直磁化的MgO/CoFeB/MgO薄膜中，在CoFeB层中插入超薄Ta，可以获得低的Gilbert阻尼α，最低可达0.006。虽然增加Ta插入的数量允许更厚的CoFeB层保持垂直，但有效的区域磁各向异性不会随着更多的插入而改善，并且还伴随着α的增加。
2014-08-13 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectricity and strain effects in orthorhombic YMnO3 thin films
本文报道了反铁磁斜方晶YMnO_3外延[001]和[100]织构薄膜的介电性质及其在外延压应变下的变化。研究发现，在外加磁场作用下，弱应变YMnO 3薄膜的极化沿c轴方向可转换90度。当减小膜厚和增加外延应变时，铁电有序逐渐被抑制。结构，介电和磁性数据的分析表明，铁电性的抑制，当减少厚度是伴随着一个放大的比例a/b的正交结构的面内单元参数和净磁化的外观。所有结果都可以用正交晶系锰氧化物的多铁性相图来描述。
2010-12-14 cond-mat.mtrl-sci
Domain wall magnetism in thin films of orthorhombic manganites
斜方晶系TbMnO 3以及其它斜方晶系锰氧化物的薄膜在立方SrTiO 3衬底上外延生长，显示出在体（反铁磁）对应物中不存在的感应磁矩。在这里，我们表明，有一个明确的相关性之间的域微结构和感应磁矩在TbMnO 3薄膜SrTiO 3。此外，磁化强度与膜厚度的明显依赖性与磁畴磁性不一致，并且表明磁畴壁而不是磁畴是净磁矩的来源。由于畴壁的取向可以通过膜-衬底关系来设计，并且其密度可以随着膜厚度来调整，因此这些结果代表了基于畴壁功能的器件设计向前迈出的重要一步。
2014-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Transition from reconstruction towards thin film on the (110) surface of strontium titanate
金属氧化物的表面通常被重构为具有与块体的简单终止显著不同的几何形状和组成。这样的结构也可以被视为外延在衬底上的外延膜。在这里，SrTiO 3（110）表面的重建研究结合扫描隧道显微镜，透射电子衍射和X射线吸收光谱，并与密度泛函理论计算分析。虽然SrTiO 3（110）总是以二氧化钛的覆盖层终止，但随着密度的增加，其结构从nx 1和2xn切换。同时，Ti原子的配位从角共享四面体的网络转变为具有八面体配位锶的桥接单元的边缘共享八面体的双层。从nx1到2xn重构的这种转变是从假晶稳定的四面体网络向八面体二氧化钛薄膜的转变，其中在表面处从八面体氧化锶单元消除应力。
2016-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Synthesizing Skyrmion Molecules in Fe-Gd Thin Films
我们发现，适当的工程非晶Fe-Gd合金薄膜具有垂直磁各向异性表现出室温skyrmion分子，或一对极性相同，相反的螺旋skyrmion。磁镜对称平面中存在的条纹相，而不是手征交换，决定了内部skyrmion结构和skyrmion相的净非手性。我们的研究表明，在金属玻璃薄膜中的条畴工程可以使具有技术上期望的性能的skyrmion相的创建。
2016-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Magnetically Compensated Nanometer-thin Ga-Substituted Yttrium Iron Garnet (Ga:YIG) Films with Robust Perpendicular Magnetic Anisotropy
研究了纳米级厚度Ga取代钇铁石榴石（Ga:YIG）薄膜的磁特性，发现降低饱和磁化强度可显著增加有效磁化强度，从而实现稳健的垂直磁各向异性，为微调磁子自旋波器件开辟新参数空间。
2025-04-04 cond-mat.mtrl-sci
Temperature effects on the structure and mechanical properties of vapor deposited a-SiO2
无定形二氧化硅（a-SiO2）具有独特的热机械行为，使其有别于其他玻璃。然而，仍然有有限的理解，这种机械行为是如何相关的原子结构和a-SiO2的制备条件。在这里，我们使用电子束（e-beam）物理气相沉积（PVD）制备一系列的a-SiO2薄膜生长在不同的衬底温度，然后结合分子模拟与正电子湮没寿命谱和纳米压痕实验，以建立加工，结构和薄膜的机械响应之间的关系。具体来说，我们发现，在生长温度的增加导致的薄膜的弹性模量和硬度的增加。膜中的相对孔隙率也增加，同时a-SiO2网络本身变得更致密，导致尽管孔隙率增加但密度总体增加。此外，我们发现，a-SiO2薄膜表现出相同的反常的弹性模量的温度依赖性体a-SiO2。然而，发现弹性模量随测量温度的增加速率取决于a-SiO2网络的密度，因此取决于生长温度。我们的研究结果提供了新的见解的原子网络结构的影响，异常的热机械行为的a-SiO2和反过来指导，以控制a-SiO2薄膜的机械性能。
2022-04-12 cond-mat.mtrl-sci
Frequency-dependent complex conductivity of an organic thin-film transistor
我们测量了并五苯薄膜晶体管（TFT）在50 Hz < omega/2 pi < 20 kHz频率下的源/漏电极和栅电极之间的复阻抗。将TFT建模为分布式RC网络（RC传输线），我们发现数据不能由仅包括真实的、与频率无关的薄层电导率的模型来解释。相反，我们使用RC传输线模型来提取并五苯膜的频率依赖性复薄层电导率σ（ω）= σ ′（ω）+j σ ″（ω）。在高频率下，sigma（Ω）随频率增加，sigma '（Ω）和sigma”（Ω）在幅度上变得相似，并且开/关比显著减小。
2009-05-18 cond-mat.mtrl-sci
Control of the structural and magnetic properties of perovskite oxide ultrathin films through the substrate symmetry effect
过氧过渡金属氧化物是角共享八面体的网络，已知其倾斜和扭曲会影响其电子和磁性。我们报告的模型界面结构，以避免化学影响的计算表明，对称性失配施加的界面层的扭曲模式，不存在于任何散装材料，创造新的界面特性驱动的对称性。根据八面体对变形的抵抗力，界面层可以小到一个晶胞，或者深入薄膜。
2010-06-30 cond-mat.mtrl-sci
Patterned nanostructure in AgCo/Pt/MgO(001) thin film
采用分子动力学和相场论理论相结合的方法模拟了AgCo/Pt/MgO（001）薄膜中图案化纳米结构的形成过程。Pt/MgO中存在的位错（应变）网络被用作模板，其图案在Spinodal分解中被转移到AgCo相，导致被位错吸引的Co岛的规则阵列。研究了组分浓度、膜厚等因素对膜厚的影响。结果表明，该体系中AgCo的旋节线分解主要表现为表面定向层结构与应变诱导图案化结构之间的竞争，其中图案化Ag-Co结构仅在界面附近的小范围内占主导地位（小于10个原子层）.然而，如果可以通过控制膜生长条件来最小化层间扩散，则表明可以在整个膜中形成图案化结构。
2002-11-19 cond-mat.mtrl-sci
Photoacoustic characterization of TiO2 thin-films deposited on Silicon substrate using neural networks
本文研究用神经网络从光声频率响应中同时反演硅衬底上30微米TiO2薄膜的厚度、膨胀系数和热扩散率，证明三参数联合预测比单参数网络精度更高、更可靠。
2022-11-03 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Evidence for a capacitor network near the metal insulator transition in VO2 thin films probed by in-plane impedance spectroscopy
在高质量的二氧化钒（VO 2）薄膜中进行了阻抗谱测量。这种技术使我们能够调查的电阻和电容的贡献附近的金属-绝缘体转变（MIT）的介电响应。从室温到334 K，我们的薄膜都表现出非理想的RC行为。发现在该区域中总电容减小，这可能是由于界面效应。在MIT以上，系统表现得像预期的金属，并且需要修改的等效电路来充分描述阻抗数据。在MIT周围，观察到总电容的增加。
2011-05-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Network Behavior in Thin Film Growth Dynamics
我们提出了一种新的网络建模方法，用于各种薄膜生长技术，包括重新发射的颗粒，由于非统一的粘附系数。我们将粒子从一个表面位置到另一个表面位置的再发射模拟为网络链接，并生成对应于薄膜生长的网络模型。蒙特卡罗模拟用于生长薄膜和动态跟踪再发射粒子的轨迹。我们进行了模拟法向入射，斜角，和化学气相沉积（CVD）技术。每种沉积方法导致不同的动态演变的表面形态，由于不同的粘附系数所涉及的和不同的强度的阴影效应起源于倾斜入射粒子。传统的表面形貌动态标度分析不能指出任何普遍的行为。另一方面，我们详细的网络分析表明，度分布，加权平均度与度，距离分布独立于所使用的粘附系数，有时甚至独立于增长技术存在普遍的行为。我们还观察到，在高粘附系数CVD和斜角沉积的网络交通主要发生在所形成的柱状结构的边缘之间，而小粘附系数CVD和法向角沉积，产生更光滑的表面的山丘和山谷之间的网络交通是更均匀和短距离的。
2009-05-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Tailoring between network rigidity and nanosecond transient absorption in a-GexAs35-xSe65 thin films
在这封信中，我们报告的纳秒（ns）脉冲激光诱导的瞬态吸收（TA）在a-GexAs 35-xSe 65薄膜通过调整非晶网络从软到硬的第一个观察到显着减少。我们的研究结果提供了直接的实验证据的自陷激子机制，其中捕获的激子发生通过键重排。两者合计，具有比自由度更多约束的刚性无定形网络不能经历任何这样的键重排，并且导致较弱的TA。然而，我们也表明，激励通量可以有效地利用作为一个简单的工具，以解除足够的限制，引入大TA，即使在刚性网络。除此之外，我们还表明，TA是可调的网络刚度，因为它蓝移时，平均协调从2.35增加到2.6。
2015-09-24 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Networking Behavior in Thin Film and Nanostructure Growth Dynamics
薄膜涂层在几种微米和纳米级器件的开发中是必不可少的。为了实现薄膜涂层，采用了各种沉积技术，每种沉积技术产生具有不同感兴趣特性的表面形貌。因此，了解和控制表面生长是非常感兴趣的。在本文中，我们设计了一种新的网络为基础的模型，这种薄膜和纳米结构的生长动力学。我们专门将增长过程中发生的动态步骤映射到组件（例如，节点、链路）。我们目前的初步结果表明，这种基于网络的建模方法的增长动力学可以简化我们的基本物理动力学，如阴影和再发射效应的理解。
2007-11-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Self-assembled line network in BiFeO3 thin films
在这项工作中，我们报告的控制制造的自组装线网络的高度外延BiFeO3薄膜上的LaAlO3在动力学限制生长区域的RF溅射。如前所示，在锰氧化物薄膜的情况下，显着的有序程度是使用相邻基板具有明确的阶梯梯田形态。纳米结构的BiFeO3薄膜表现出混合相的形貌。除了沿着（100）和（010）轴的典型形成之外，还在规则线网络之间检测到一些混合相纳米畴。这些特殊的微结构为多铁性纳米材料的未来应用开辟了一个广阔的天地。
2020-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Role of Ge:As ratio in controlling the light-induced response of a-GexAs35-xSe65 thin films
在本文中，我们提出了有趣的结果，定量的光暗化（PD），光漂白（PB）和瞬态PD（TPD）的α-GexAs 35-xSe 65薄膜作为网络刚度的函数。这些样品的组成相关的光诱导响应表明，存在两个并行的竞争机制的瞬时PD所产生的作为网络的一部分，和PB所产生的Ge网络的一部分。拉曼光谱的制备和照明的样品提供了第一个直接的证据，光诱导的结构变化：增加AsSe 3/2金字塔和GeSe 4/2角共享四面体单元连同新的Ge-O键的形成和减少能量不稳定的边缘共享GeSe 4/2四面体。重要的是，对于一个固定的硒浓度，锗：作为比例起着关键的作用，在控制净光诱导的响应，而不是相信刚性的玻璃状网络。
2014-03-22 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Multiscale charge transport in van der Waals thin films: reduced graphene oxide as case study
大面积范德华（vdW）薄膜是由随机堆叠的纳米片网络组成的组装材料。构建块的多尺度结构和二维性质意味着界面自然地在这种薄膜的电荷传输中起关键作用。虽然单个或几个堆叠的纳米片（即vdW异质结构）一直是密集工作的主题，但对电荷如何通过多层，更无序的网络行进知之甚少。在这里，我们报告了随机堆叠的还原氧化石墨烯2D纳米片网络给出的原型系统的全面研究，其化学和几何性质可以独立控制，允许探索从单个纳米片到数十亿个纳米片的纳米网络，室温电阻率从10-5到10-1欧姆米。我们系统地观察到在临界温度T* 下两种不同制度之间的明显转变：低于T* 的Efros-Shklovskii可变范围跳跃（ESVRH）和高于T* 的幂律（PL）行为。首先，我们证明了这两个制度是强烈相关的彼此，都取决于电荷局域化长度xi，计算ES-VRH模型，这对应于重叠的sp2域属于不同的纳米片的特征尺寸。因此，我们提出了一个微观模型描述的电荷传输作为一个几何相变，给出的金属-绝缘体过渡与渗透的准一维纳米填料与长度为xi，表明网络的电荷传输行为是有效的所有的几何形状和缺陷的纳米片，最终提出了一个广义的描述vdW和无序薄膜。
2021-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Scanning quantum vortex microscopy reveals thickness-dependent pinning nano-network in superconducting Nb-films
本研究利用磁力显微镜磁性悬臂与量子涡旋间的吸引力，对50-240 nm厚Nb膜内部的钉扎力进行空间测绘，揭示了与厚度依赖颗粒结构相关的钉扎纳米网络，该方法可普适应用于II型颗粒超导材料与纳米器件。
2024-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Laser-sintered thin films of doped SiGe nanoparticles
研究了短脉冲激光烧结（LS）纳米颗粒（NP）薄膜的形貌和热电性能，包括SiGe合金NP和Si/Ge NP复合物。在真空中对旋涂的NP膜进行激光烧结，得到典型厚度为300 nm的大孔纳米网络。的塞贝克系数是独立的烧结过程和典型的简并掺杂。LS膜的电导率随着温度的升高而升高，最好用幂律描述，并受到二维渗透效应的影响。
2012-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of a uniform temperature dependence in the electrical resistance across the structural phase transition in thin film vanadium oxide ($VO_{2}$)
在$68^{0}C$处的结构相变附近的$VO_{2}$薄膜的电学研究表明（a）在$T$范围内，电阻$R$遵循$log (R)$ $\propto$ $-T$，$20 < T < 80 ^{0}C$覆盖结构转变的两侧，以及（b）热循环时$R$中的历史依赖性磁滞回线。这些特征在这里归因于通过颗粒网络的传输。
2007-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Superconductivity in spinel oxide LiTi2O4 epitaxial thin films
LiTi 2 O 4是一种独特的材料，因为它是唯一已知的氧化物尖晶石超导体。虽然体材料研究已经表明超导性可以用Bardeen-Cooper-Schreiffer理论来描述，但是超导性的微观机制还没有完全解决。超导性能对尖晶石晶体结构的各种缺陷的敏感性提供了对这种机制的深入了解。在MgAl 2 O 4、MgO和SrTiO 3单晶衬底上的LiTi 2 O 4外延膜提供了系统地探索晶格应变和微结构无序的影响的模型系统。影响带宽的晶格应变引起超导和正常状态性质的有限变化。微结构无序如反相晶界引起的Ti网络无序可降低临界温度，但Ti网络无序与Mg互扩散相结合对超导态的影响更为显著。厚度相关的运输研究表明，超导体-绝缘体的转变作为膜厚度的函数，而不管晶格应变和微观结构。此外，表面敏感的X射线吸收光谱已确定Ti保留站点对称性和平均价的散装材料，而不管膜厚度。
2007-10-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Electromotive force generation in a ferromagnetic metal thin film under the ferromagnetic resonance excitation with permanent magnets
本研究利用永磁体和共面波导实现铁磁Ni₈₀Fe₂₀薄膜的铁磁共振激励，观测到清晰的电动势产生，为环境射频能量转电能提供了简易的能量转换方案。
2024-10-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Origin of Ferromagnetism in nitrogen embedded ZnO:N thin films
用脉冲激光沉积法制备的氮嵌入ZnO：N薄膜具有明显的铁磁性。通过二次离子显微光谱和拉曼光谱实验证实了ZnO中含有氮离子，并且这些氮离子可以被认为是ZnO中的缺陷。根据实验结果，提出了一种基于Zn的完全填充d轨道中的一个电子的机制，该机制补偿了氮离子的悬挂键，并导致Zn轨道中的净自旋为1/2。这些半自旋与被缺陷捕获以形成铁磁性的局部电子强烈相关。最后，氮嵌入ZnO：N薄膜的磁性可以用束缚磁极化子模型来描述。
2007-08-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Evaluation of optical constants in oxide thin films using machine learning
本研究提出一种基于神经网络的光谱逆分析方法，通过三步流程实现氧化物薄膜光学常数的自动定量评估，相比传统Newton-Raphson方法无需人工经验判断。
2023-08-02 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Formation and morphology of closed and porous films grown from grains seeded on substrates: Two-dimensional simulations
二维模拟被用来探索拓扑结构的转变，发生在形成的薄膜生长的晶粒上的基板上。这是针对晶粒表面分数$Φ$的初始值$Φ_s$的相对大的范围进行的。多孔膜的形态被捕获的过渡时，晶粒连接，形成一个单组分网络使用新开发的无光栅算法，结合计算几何和网络理论。通过研究孔表面分数$Φ_p$、孔与颗粒的比率、孔面积分布以及某些选定区域的孔对$Φ_p$的贡献，获得了对多孔膜及其悬浮对应物的形态的进一步了解。当薄膜闭合时，使用生存函数估计在过渡处评价针孔生存。封闭膜（$Φ= 1$）的形态也进行了表征，并通过测量晶粒面积和周长进行定量。大多数的调查量被发现依赖于$Φ_s$和长时间的持续性针孔表现出关键的行为作为$Φ_s$的功能。除了提供指导方针，设计有效的工艺制造薄膜和悬浮多孔膜定制的性能，这项工作可能会推进连续渗流理论的理解。
2022-01-20 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.data-an
Physics-separating artificial neural networks for predicting initial stages of Al sputtering and thin film deposition in Ar plasma discharges
Ruhr University Bochum（波鸿鲁尔大学）；Kiel University（基尔大学）
本研究针对铝薄膜溅射沉积模拟中表面相互作用模型原子保真度不足的问题，引入演化表面状态与缺陷结构，构建物理分离人工神经网络代理模型，可高保真解析等离子体-表面相互作用动力学，且适用于实验输入数据。
2022-11-09 cond-mat.mtrl-sci cs.LG physics.plasm-ph
Physics-separating artificial neural networks for predicting sputtering and thin film deposition of AlN in Ar/N$_2$ discharges on experimental timescales
Ruhr University Bochum（波鸿鲁尔大学）；Kiel University（基尔大学）
针对等离子体-表面相互作用模拟计算成本高、难以在实验时间尺度预测的问题，研究开发有效填充参数空间的方案，构建物理分离人工神经网络，可分析45分钟工艺内AlN溅射沉积的粒子通量及系统状态演化。
2023-01-09 cond-mat.mtrl-sci cs.LG physics.plasm-ph
The role of boundaries for displacements and motion in two-dimensional fluid or elastic films and membranes
薄的流体或弹性薄膜和膜在自然界和技术中被发现，例如，作为活细胞的限制或扬声器。当施加一个净力时，在无界二维不可压缩低雷诺数流体中产生的流动或在二维线性弹性固体中产生的位移似乎随着到力中心的距离而在几何上发散，这引起了一些争论。最近，我们已经证明，当总（净）力为零时，这种发散会被抵消。在这里，我们说明，如果一个净力是存在的，边界起着突出的作用。已经有一个单一的无滑移边界调节流场和位移场，并导致其衰减到领先的顺序相反的距离，从力中心和边界。换句话说，在这种情况下，是边界使系统稳定，这与三维情况不同，在三维情况下，无界介质本身能够吸收净力。我们量化的流动性和包容性的功能，从边界的距离，以及不同的夹杂物之间的相互作用。在自由滑移边界条件的情况下，扭结边界是必要的，以实现稳定。
2022-11-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.bio-ph
Pattern Recognition for the Electronic Phase of Bismuth Antimony Thin Films
存在涉及使用铋锑薄膜的许多应用。然而，由于低晶体对称性和电子带边之间的强耦合，推断这种材料的电子相一直是具有挑战性的。幸运的是，随着模式识别技术的发展，科学家们可以建立许多黑箱工具来预测各种材料的性能。在目前的工作中，我们已经开发了几种模式识别工具来预测铋锑薄膜的电子相。支持向量机、决策树和人工神经网络的预测精度分别达到~ 90%、~95%和~ 100%。
2022-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
